O gráfico abaixo representa uma transformação sofrida por 4 mols de um gás ideal monoatômico. A respeito dessa transformação, assinale o que for correto. Dado: constante geral dos gases ideais R = 8,31 J/mol · K

Questão

O gráfico abaixo representa uma transformação sofrida por 4 mols de um gás ideal monoatômico. A respeito dessa transformação, assinale o que for correto.

Dado: constante geral dos gases ideais R = 8,31 J/mol · K

Imagem 1

Gráfico p-V mostrando uma reta decrescente ligando A a B. Eixos: p (10^6 N/m^2) vertical, V (10^-2 m^3) horizontal. Ponto A em (V = 0,1 × 10^-2 m^3, p = 3 × 10^6 Pa). Ponto B em (V = 0,5 × 10^-2 m^3, p = 1 × 10^6 Pa).

Alternativas

  1. O trabalho foi realizado sobre o gás.
  1. A transformação foi isobárica.
  1. O trabalho realizado na transformação foi de 8 kJ.
97%
  1. A temperatura do gás para a situação A vale aproximadamente 90 K.

Explicação

Do gráfico (e da tabela):

  • Em AA: pA=3,0×106Pap_A=3{,}0\times 10^6\,\text{Pa} e VA=0,001m3V_A=0{,}001\,\text{m}^3.
  • Em BB: pB=1,0×106Pap_B=1{,}0\times 10^6\,\text{Pa} e VB=0,005m3V_B=0{,}005\,\text{m}^3.

01. O trabalho foi realizado sobre o gás. Como o volume aumenta (VB>VAV_B>V_A), há expansão. Logo o trabalho do gás W=pdVW=\int p\,dV é positivo (realizado pelo gás), e não “sobre” o gás. Falsa.

02. A transformação foi isobárica. Em uma isobárica, pp é constante. Aqui a pressão cai de 3×1063\times 10^6 para 1×106Pa1\times 10^6\,\text{Pa}. Falsa.

04. O trabalho realizado na transformação foi de 8 kJ. A trajetória no diagrama p×Vp\times V é uma reta, então o trabalho é a área sob a curva (trapézio): [ W=\frac{p_A+p_B}{2},(V_B-V_A) =\frac{3\times 10^6+1\times 10^6}{2},(0{,}005-0{,}001) ] [ W=2\times 10^6\times 0{,}004=8000,\text{J}=8,\text{kJ}. ] Verdadeira.

08. A temperatura do gás para a situação A vale aproximadamente 90 K. Pelo gás ideal, TA=pAVAnRT_A=\dfrac{p_AV_A}{nR}. Com n=4n=4 e R=8,31R=8{,}31: [ T_A=\frac{(3\times 10^6)(0{,}001)}{4\cdot 8{,}31} =\frac{3000}{33{,}24}\approx 90,\text{K}. ] Verdadeira.

Portanto, as corretas são 04 e 08 (soma 12). Como as opções foram listadas individualmente, uma opção correta é a 04.

Alternativa correta: (04).

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